Peleburan terjadi ketika perubahan zat dari padat menjadi cairan. Untuk membayangkan apa yang terjadi selama pelelehan, bayangkan Anda memegang tangan dengan sekelompok orang dan setiap anda mulai melompat-lompat secara acak. Semakin keras Anda melompat, semakin sulit untuk berpegang pada satu sama lain. Jika semua orang melompat cukup keras, menjaga pegangan adalah mustahil. Sesuatu seperti ini terjadi pada partikel submikroskopik dari padatan ketika dipanaskan. Saat panas ditambahkan ke padatan, partikel bergetar lebih dan lebih keras. Jika panas cukup ditambahkan, kekuatan tarik menarik antara partikel tidak lagi mampu menahan mereka bersama-sama. Benda padat mencair.
Saat perubahan cair menjadi padat terjadi ketika panas dihilangkan. Proses ini disebut membeku, dan merupakan kebalikan dari pelelehan. Saat panas yang ditarik dari cairan, gerak rata-rata partikel berkurang hingga partikel bergerak perlahan-lahan sehingga gaya tarik menarik antara mereka bertahan secara permanen. Kemudian gerak partikel hanya mampu getaran di sekitar posisi tetap, yang berarti cair ini telah memadat, dibekukan.
Suatu cairan dapat dipanaskan sehingga menjadi gas ‒ penguapan. Saat panas ditambahkan, partikel cairan memperoleh lebih banyak energi kinetik dan bergerak lebih cepat. Partikel pada permukaan cairan akhirnya mendapatkan energi yang cukup untuk melompat keluar dari cair dan masuk ke udara. Dengan kata lain, mereka memasuki fase gas. Bahkan air yang dibekukan "menguap." Dalam bentuk penguapan, disebut sublimasi, molekul melompat langsung dari padatan ke fase gas. Kapur barus terkenal atas sublimasi mereka. Es juga menyublim. Karena molekul air sangat kuat dalam padatan air yang dibekukan menyublim jauh lebih lambat dari air cair yang menguap. Banyaknya sublimasi atas hilangnya banyak salju dan es, terutama pada puncak gunung yang tinggi. Sublimasi juga menjelaskan mengapa es batu yang tersisa di lemari es dalam waktu yang lama semakin kecil, dan bagaimana es kering berubah dari padatan langsung menjadi gas.
Kecepatan cairan menguap meningkat dengan suhu. Misalnya, genangan air menguap di aspal panas lebih cepat daripada di lantai dapur dingin Anda. Bila suhu cukup panas, penguapan terjadi di bawah permukaan cairan. Akibatnya, gelembung terbentuk dan melambung ke permukaan. Ketika terbentuk gelembung, kita mengatakan bahwa cairan mendidih. Suatu zat sering ditandai dengan titik didih, yang merupakan suhu di mana cairan mendidih. Di permukaan laut, titik didih air murni adalah 100 C.
Perubahan dari gas ke cair ‒ kebalikan dari penguapan ‒ adalah kondensasi. Proses ini dapat terjadi ketika suhu gas menurun. Misalnya, uap air yang diadakan di udara siang hari hangat dapat mengembun membentuk embun basah di malam dingin.
Perhatikan bahwa penyebab perubahan fasa selalu adalah transfer energi. Energi harus ditambahkan untuk melelehkan es menjadi air atau menguapkan air menjadi uap. Energi harus dibuang agar uap mengembun kembali menjadi air atau air membeku menjadi es. Kita sebut energi yang dilepaskan atau diserap dalam perubahan fase panas laten. Kata laten berarti "tersembunyi." Energi panas yang terlibat dalam mengubah fase dari suatu material tersembunyi dalam arti bahwa bahan tersebut tidak mengubah suhu saat menyerap atau melepaskan panas ini. Misalnya, air mendidih dalam panci di atas kompor akan tetap pada suhu 100 C selama fase mengubah menjadi uap air. Panas dialirkan ke dalam panci air dan mengganggu gaya tarik menarik antara molekul dalam keadaan cair, bukan mengubah suhu air. Sebuah Termometer akan menunjukkan 100 C sampai semua air tersebut menguap.
Lebih khusus, jumlah energi yang dibutuhkan untuk mengubah zat apapun dari padat ke cair (dan sebaliknya) disebut panas peleburan untuk zat tersebut. Untuk air, adalah 334 joule per gram. Dan jumlah energi yang dibutuhkan untuk mengubah zat apapun dari cair ke gas (dan sebaliknya) disebut panas penguapan untuk zat tersebut. Untuk air, memerlukan 2256 joule per gram.
Panas tinggi dari penguapan air memungkinkan Anda untuk menyentuhkan sebentar jari Anda yang basah ke wajan panas di atas kompor panas tanpa membahayakan. Anda bahkan bisa menyentuhnya beberapa kali berturut-turut selama jari Anda tetap basah. Energi yang biasanya akan membakar jari Anda akan hilang, bukan ke perubahan fase air di jari Anda. Demikian pula, Anda dapat menilai panasnya baju besi dengan jari dibasahi. Lebih baik bekerja cepat meskipun ‒ ketika air menguap dijari Anda, panas dari besi itu, permukaan logam yang sangat konduktif akan mengalihkan banyak energi panas ke jari Anda, dengan cepat, dalam upayanya untuk mencapai kesetimbangan termal dengan kulit Anda ‒ aduh!
Tidak ada komentar:
Posting Komentar